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德國(guó)Cycle Lasers同步模塊ESYNC
赫爾納供應(yīng)德國(guó)Cycle Lasers同步模塊ESYNC，德國(guó)總部直接采購(gòu)，近30年進(jìn)口工業(yè)品經(jīng)驗(yàn),原裝產(chǎn)品,支持選型，為您提供一對(duì)一的解決方案：貨期穩(wěn)定，報(bào)價(jià)，價(jià)格優(yōu)，在中國(guó)設(shè)有8大辦事處提供相關(guān)售后服務(wù)。
一、品牌與產(chǎn)品概述
Cycle GmbH成立于2015年，是一家位于德國(guó)漢堡的高科技公司，主要從事基于超短脈沖激光器的精密時(shí)間同步系統(tǒng)以及飛秒光纖激光器的研發(fā)與生產(chǎn)。公司的核心技術(shù)可追溯至美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的研究工作，后在德國(guó)電子同步加速器研究所（DESY）得到進(jìn)一步發(fā)展。
Cycle公司產(chǎn)品涵蓋飛秒光纖激光器與高精度時(shí)間同步與定時(shí)分配兩大板塊。其同步模塊產(chǎn)品主要面向科研和工業(yè)應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)飛秒乃至亞飛秒級(jí)別的時(shí)間同步精度，應(yīng)用于大型科研設(shè)施（如自由電子激光器、粒子加速器）、地面及空間射電望遠(yuǎn)鏡、高功率激光系統(tǒng)等場(chǎng)景。
二、產(chǎn)品類(lèi)型
Cycle Lasers的主要產(chǎn)品可分為以下幾個(gè)大類(lèi)：
飛秒光纖激光器——包括SOPRANO系列和SONATA系列，中心波長(zhǎng)覆蓋1030 nm和1560 nm，提供不同脈沖能量和重復(fù)頻率的型號(hào)
電子同步單元（ESYNC） ——通用型相位與頻率鎖定電子模塊，用于激光器與微波源之間的同步
平衡光學(xué)互相關(guān)器（BOC） ——單色光平衡光學(xué)互相關(guān)器，用于兩臺(tái)同波長(zhǎng)飛秒激光器之間的噪聲同步
雙色平衡光學(xué)互相關(guān)器（TCBOC） ——用于不同中心波長(zhǎng)的兩臺(tái)飛秒激光器之間的光學(xué)同步
波導(dǎo)型平衡光學(xué)互相關(guān)器（WBOC） ——片上時(shí)序探測(cè)器，適用于高重復(fù)頻率片上激光源和微梳
平衡光學(xué)微波相位探測(cè)器（BOMPD） ——用于激光器與微波信號(hào)之間的低噪聲光學(xué)同步
光學(xué)定時(shí)分配系統(tǒng)（PULSE） ——基于鎖模激光器的光纖定時(shí)分配系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多路遠(yuǎn)距離同步
參考時(shí)間發(fā)生器（MTGEN） ——基于原子頻標(biāo)和GNSS接收機(jī)的時(shí)間基準(zhǔn)發(fā)生設(shè)備
RF over Fiber定時(shí)鏈路（WAVE-100） ——通過(guò)光纖精確傳輸頻率和時(shí)間信號(hào)的模塊化系統(tǒng)
相位頻率計(jì)模塊（PFM） ——用于原子鐘和定時(shí)系統(tǒng)的高分辨率相位比對(duì)
三、主要型號(hào)及技術(shù)參數(shù)
以下列舉Cycle Lasers同步與定時(shí)相關(guān)的主要10個(gè)型號(hào)及其技術(shù)規(guī)格。
1. ESYNC——電子同步單元
ESYNC是一種多功能相位和頻率鎖定電子模塊，用于將超快激光器和/或微波源以飛秒精度相互同步。其輸出為與兩路輸入之間的時(shí)間誤差成比例的基帶信號(hào)，該信號(hào)可用于鎖相環(huán)配置，實(shí)現(xiàn)激光器與微波源的相互同步或兩臺(tái)激光器之間的同步。
主要技術(shù)參數(shù)：
時(shí)序抖動(dòng)：< 500 fs RMS（基波鎖定）、< 100 fs RMS（諧波鎖定）
基波輸入頻率：10 MHz–1.3 GHz
諧波輸入頻率：40 MHz–2.8 GHz（4至10次諧波）
輸出PZT電壓范圍：0–100 V（雙路PZT輸出，分別用于快慢PZT）
可調(diào)延遲范圍：> 90%基波周期（基波鎖定）/ 全基波周期（諧波鎖定）
外形：3U 19英寸機(jī)架模塊
控制接口：EPICS（TCP/IP）
可選功能包括諧波鎖定、激光步進(jìn)控制、RF再生（輸出800 MHz–12 GHz任意頻率）、外部參考輸入（10 MHz/100 MHz/1 GHz）、電子控制光學(xué)采樣（ECOPS）以及異步電子采樣（ASOPS）。
2. BOC——平衡光學(xué)互相關(guān)器
BOC用于精確測(cè)量?jī)陕藩?dú)立光脈沖序列之間的時(shí)序抖動(dòng)。它采用平衡光學(xué)探測(cè)方案，因此對(duì)幅度波動(dòng)不敏感，且對(duì)環(huán)境波動(dòng)具有較好的魯棒性。
主要技術(shù)參數(shù)：
時(shí)序抖動(dòng)：< 15 fs RMS
時(shí)序靈敏度：> 1 mV/fs
時(shí)序噪聲本底：< 0.5 fs RMS
時(shí)序分辨率：< 0.05 fs RMS
輸入光波長(zhǎng)：800 nm、1030 nm、1550 nm
輸入脈沖峰值功率：> 2.5 kW
重復(fù)頻率：1 kHz–10 GHz
探測(cè)器帶寬：> 100 kHz
外形尺寸：220 × 200 × 60 mm
工作原理：BOC通過(guò)平衡光學(xué)探測(cè)，將兩路光脈沖之間的相對(duì)時(shí)延轉(zhuǎn)換為基帶電壓信號(hào)輸出。當(dāng)兩路脈沖在時(shí)間上對(duì)齊時(shí)輸出為零，偏離時(shí)輸出正比于時(shí)延，該信號(hào)可用于鎖相環(huán)反饋控制。
3. TCBOC——雙色平衡光學(xué)互相關(guān)器
TCBOC是BOC技術(shù)的擴(kuò)展，用于不同中心波長(zhǎng)的兩臺(tái)飛秒激光器之間的同步。其輸出基帶電壓信號(hào)正比于兩個(gè)光源之間的相對(duì)時(shí)延，可用于鎖相環(huán)控制。
主要技術(shù)參數(shù)：
時(shí)序抖動(dòng)：< 15 fs RMS
時(shí)序靈敏度：> 1 mV/fs
時(shí)序噪聲本底：< 0.5 fs RMS
時(shí)序分辨率：< 0.05 fs RMS
標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)：800 nm、1030 nm、1550 nm
輸入光功率：< 30 mW
探測(cè)器帶寬：> 100 kHz
工作原理：TCBOC采用雙色平衡光學(xué)探測(cè)方案，即使兩路光脈沖的中心波長(zhǎng)不同，仍能通過(guò)非線性光學(xué)效應(yīng)提取相對(duì)時(shí)延信息，對(duì)幅度波動(dòng)不敏感，并可抑制環(huán)境擾動(dòng)帶來(lái)的測(cè)量誤差。
4. WBOC——波導(dǎo)型平衡光學(xué)互相關(guān)器
WBOC是一種片上集成的時(shí)序探測(cè)器，采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，對(duì)輸入脈沖能量要求較低，尤其適合高重復(fù)頻率的片上激光源和微梳。
主要技術(shù)參數(shù)：
時(shí)序抖動(dòng)：< 15 fs RMS
時(shí)序靈敏度：> 20 mV/fs
時(shí)序噪聲本底：< 0.1 fs RMS
時(shí)序分辨率：< 0.001 fs RMS
探測(cè)器帶寬：> 100 kHz
光學(xué)輸入波長(zhǎng)：1555 ± 5 nm
光學(xué)輸入類(lèi)型：保偏光纖（PM fiber）
脈沖峰值功率：> 0.5 kW
脈沖重復(fù)率：> 1 MHz
工作原理：WBOC將平衡光學(xué)互相關(guān)功能集成于波導(dǎo)芯片上，通過(guò)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)光場(chǎng)約束效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了比體光學(xué)型BOC高出最多100倍以上的時(shí)序靈敏度。其輸出為與兩光源相對(duì)時(shí)延成正比的基帶電壓信號(hào)，可與ESYNC配合完成兩個(gè)片上激光源的同步。
5. BOMPD——平衡光學(xué)微波相位探測(cè)器
BOMPD用于精確測(cè)量光脈沖序列與微波信號(hào)相位之間的時(shí)序抖動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)光-微波鎖定的器件。
主要技術(shù)參數(shù)：
時(shí)序抖動(dòng)：< 20 fs RMS
時(shí)序靈敏度：> 0.2 mV/fs
時(shí)序噪聲本底：< 5 fs RMS
時(shí)序分辨率：< 0.1 fs RMS
標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)波長(zhǎng)：800 nm、1030 nm、1550 nm
工作原理：BOMPD將光脈沖序列與微波信號(hào)在平衡探測(cè)架構(gòu)中進(jìn)行比對(duì)，產(chǎn)生正比于兩者時(shí)序誤差的基帶電壓信號(hào)。其平衡探測(cè)方案可抑制光學(xué)和微波源的幅度波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，并明顯降低光電探測(cè)過(guò)程中的AM-PM轉(zhuǎn)換噪聲。
6. MTGEN——參考時(shí)間發(fā)生器
MTGEN提供1PPS、IRIG和NTP輸出的參考時(shí)間發(fā)生器。它從原子頻標(biāo)（10 MHz或100 MHz）獲取本地時(shí)間基準(zhǔn)，并內(nèi)置多星座GNSS接收機(jī)用于UTC跟蹤和溯源。
主要技術(shù)參數(shù)：
時(shí)序抖動(dòng)：< 5 ps RMS（相對(duì)于時(shí)鐘輸入）
脈沖上升/下降時(shí)間：< 1 ns（1PPS信號(hào)）
時(shí)鐘輸入：5 MHz、10 MHz、100 MHz
時(shí)間輸出：1PPS、IRIG、NTP
每個(gè)1PPS輸出可獨(dú)立調(diào)節(jié)延時(shí)
7. PULSE——光學(xué)定時(shí)分配系統(tǒng)
PULSE將鎖模激光器（光學(xué)主振蕩器）的低噪聲脈沖序列通過(guò)光纖定時(shí)鏈路傳輸至多個(gè)終端站，每個(gè)終端站使用BOC或TCBOC檢測(cè)并主動(dòng)補(bǔ)償傳輸延遲。
主要技術(shù)參數(shù)：
時(shí)序抖動(dòng)：< 5 fs RMS
光纖鏈路長(zhǎng)度：≤ 10 km
每平臺(tái)光纖鏈路數(shù)：最多8條
脈沖重復(fù)率：100 MHz–1 GHz（1550 nm中心波長(zhǎng)）
控制接口：EPICS，可通過(guò)GUI自動(dòng)搜索鎖定
工作原理：PULSE將鎖模激光器作為光學(xué)主振蕩器，通過(guò)光纖將脈沖信號(hào)分發(fā)至遠(yuǎn)端站。在每個(gè)遠(yuǎn)端站，利用BOC（或TCBOC、BOMPD）檢測(cè)返回信號(hào)與本地信號(hào)之間的時(shí)延差，并通過(guò)反饋控制系統(tǒng)主動(dòng)補(bǔ)償光纖傳輸過(guò)程中的環(huán)境擾動(dòng)導(dǎo)致的延遲變化，從而實(shí)現(xiàn)亞飛秒級(jí)別的定時(shí)精度。
8. WAVE-100——RF over Fiber定時(shí)鏈路
WAVE-100通過(guò)光纖將頻率和時(shí)間信號(hào)精確傳輸至公里量級(jí)的遠(yuǎn)程位置，其穩(wěn)定性?xún)?yōu)于現(xiàn)有氫鐘。
主要技術(shù)參數(shù)：
ADEV：< 8E-14 @ 1s，< 1.5E-14 @ 10s，< 5E-15 @ 100s，< 2E-15 @ 1000s，< 8E-16 @ 10000s
100 MHz處相位噪聲：–105 dBc/Hz @ 1 Hz，–118 dBc/Hz @ 10 Hz，–127 dBc/Hz @ 100 Hz
頻率范圍（輸入/輸出）：100 MHz（可選10 MHz）
接收端輸出：2–4路SMA接口
控制接口：TCP/IP
外形：3U + 3U（發(fā)送端+接收端）
9. PFM——相位頻率計(jì)模塊
PFM采用全數(shù)字架構(gòu)，無(wú)需模擬混頻，適用于原子鐘信號(hào)的高精度表征與比對(duì)。它在5 MHz至100 MHz的連續(xù)輸入頻率范圍內(nèi)，可實(shí)時(shí)測(cè)量相位、頻率偏移和穩(wěn)定度。
主要技術(shù)參數(shù)：
ADEV測(cè)量本底：< 2E-14 @ 1s，< 5E-15 @ 10s，< 1E-15 @ 100s，< 2E-16 @ 1000s，< 5E-16 @ 10000s
輸入信號(hào)頻率：5 MHz–100 MHz（正弦波）
輸入通道：4 × SMA，可報(bào)告任意兩路通道的組合（6個(gè)虛擬通道）
測(cè)量速率：1秒實(shí)時(shí)測(cè)量
控制系統(tǒng)接口：EPICS和Telnet
外形：3U Eurocard
工作原理：全數(shù)字架構(gòu)直接采樣每路輸入信號(hào)并在FPGA中處理，軟件定義的虛擬通道配對(duì)可對(duì)不同輸入頻率（包括非諧波倍頻關(guān)系的頻率）進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，輸出相位和頻率偏差數(shù)據(jù)。
10. FLS——光纖鏈路穩(wěn)定器
FLS基于平衡光學(xué)互相關(guān)技術(shù)，用于穩(wěn)定光纖鏈路中的傳輸時(shí)延。通過(guò)檢測(cè)光脈沖在光纖中的往返時(shí)間差并閉環(huán)反饋至光學(xué)延遲線，可補(bǔ)償環(huán)境溫度、機(jī)械振動(dòng)等因素引起的傳輸延遲波動(dòng)，適用于需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定光纖傳輸距離的場(chǎng)景。
四、核心優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
1. 多種光學(xué)同步方案覆蓋不同應(yīng)用場(chǎng)景
Cycle同步模塊涵蓋了從同波長(zhǎng)激光器同步（BOC）到雙色激光器同步（TCBOC）、從光-光同步到光-微波同步（BOMPD）、從體光學(xué)器件到波導(dǎo)集成器件（WBOC）的全系列方案，用戶(hù)可根據(jù)具體的光源波長(zhǎng)、脈沖能量和重復(fù)頻率選擇適配產(chǎn)品。
2. 高時(shí)序靈敏度降低對(duì)光源性能的要求
以WBOC為例，其波導(dǎo)集成結(jié)構(gòu)相比于體光學(xué)型BOC可獲得最多100倍以上的時(shí)序靈敏度提升。這意味著在較低的脈沖峰值功率下仍能獲得清晰的時(shí)序誤差信號(hào)，降低了對(duì)輸入光源脈沖能量的要求，適用于高重復(fù)頻率片上光源等低脈沖能量場(chǎng)景。
3. 全數(shù)字架構(gòu)帶來(lái)靈活性和可擴(kuò)展性
PFM采用全數(shù)字架構(gòu)，直接對(duì)輸入信號(hào)采樣并在FPGA中處理，無(wú)需模擬混頻即可實(shí)現(xiàn)任意兩路輸入通道之間的實(shí)時(shí)比對(duì)，支持非諧波倍頻關(guān)系的頻率比對(duì)。PULSE和TDS系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，支持多條光纖鏈路擴(kuò)展，單平臺(tái)可支持最多8條鏈路，通過(guò)多平臺(tái)級(jí)聯(lián)可進(jìn)一步增加鏈路數(shù)量。
4. 平衡探測(cè)方案抑制幅度噪聲和環(huán)境擾動(dòng)
BOC、TCBOC、WBOC和BOMPD均采用平衡光學(xué)探測(cè)方案，對(duì)輸入信號(hào)幅度波動(dòng)和環(huán)境溫度、振動(dòng)等擾動(dòng)具有較好的抑制效果。這一特性確保時(shí)序測(cè)量結(jié)果主要由兩路信號(hào)之間的相對(duì)時(shí)延決定，減少了因光源功率波動(dòng)或環(huán)境變化引入的測(cè)量誤差。
五、主要應(yīng)用領(lǐng)域
1. 大型科研設(shè)施（自由電子激光器與粒子加速器）
自由電子激光器（FEL）和粒子加速器需要將種子激光器與X射線脈沖進(jìn)行精確同步，同時(shí)在放大器級(jí)間校正漂移。PULSE定時(shí)分配系統(tǒng)可在此類(lèi)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)整個(gè)加速器鏈路的低抖動(dòng)時(shí)間同步。Cycle的同步技術(shù)已在多個(gè)大型科研項(xiàng)目中得到應(yīng)用，包括為中國(guó)的100 PW激光項(xiàng)目提供定時(shí)同步方案。
2. 射電天文與VLBI
地面和空間射電望遠(yuǎn)鏡陣列的分布式觀測(cè)需要高精度的時(shí)間同步。Cycle的定時(shí)分配系統(tǒng)可確保多個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡站點(diǎn)的數(shù)據(jù)在后期處理時(shí)具有一致的時(shí)標(biāo)，適用于甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）等需要相干疊加來(lái)自不同地理位置的射電信號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)景。
3. GNSS地面段與UTC實(shí)驗(yàn)室
PFM模塊用于原子鐘監(jiān)測(cè)和診斷，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)原子鐘信號(hào)的實(shí)時(shí)相位比對(duì)和穩(wěn)定度評(píng)估，用于UTC實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間比對(duì)驗(yàn)證和原子時(shí)標(biāo)生成。MTGEN參考時(shí)間發(fā)生器集成了GNSS接收機(jī)和原子頻標(biāo)，可用于UTC時(shí)間的實(shí)現(xiàn)在軌監(jiān)測(cè)和地面段定時(shí)診斷。
4. 微梳噪聲研究與片上鎖模激光器同步
隨著芯片級(jí)頻率梳（微梳）和片上鎖模激光器技術(shù)的不斷發(fā)展，低抖動(dòng)時(shí)序同步成為片上光頻合成和光互連等應(yīng)用中的關(guān)鍵需求。WBOC對(duì)輸入脈沖能量要求較低，適用于高重復(fù)頻率片上激光源的時(shí)序抖動(dòng)表征和重復(fù)頻率鎖定，可用于微梳的噪聲特性和噪聲源分析。
5. 泵浦-探測(cè)實(shí)驗(yàn)與雙色多光子成像
泵浦-探測(cè)實(shí)驗(yàn)要求泵浦光和探測(cè)光脈沖之間的時(shí)間延遲保持高度穩(wěn)定，時(shí)間延遲的漂移會(huì)直接影響測(cè)量信噪比和數(shù)據(jù)重現(xiàn)性。TCBOC與ESYNC的組合可實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)飛秒激光器之間的飛秒級(jí)鎖定，提升雙色多光子成像和泵浦-探測(cè)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量可重復(fù)性。
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